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Elektrodynamisches Meßgerät Zur Messung der einzelnen elektrischen
Größen, Spannung, Strom und Leistung wurden bisher Volt-, Ampere- und Wattmeter
benutzt. In den meisten Fällen wurde hierbei zur Spannungs- und Strommessung das
Dreheisenmeßwerk verwendet, während man sich bei Leistungsmessung des elektrodynamischen
Meßwerkes bediente. Nur bei besonders großer Genauigkeit gelangten für Spannungs-
und Strommessungen auch die mit Gleichstrom geeichten elektrodynamischen Meßgeräte
zur Verwendung.
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Das Bestreben ging nun dahin, alle drei elektrischen Größen mit einem
einzigen Instrument oder mit einem aus drei kleinen Instrumenten bestehenden kompendiös
zusammengebauten Instrumentensatz zumessen. Der etwaige Einwand, daß es bei einem
Universalinstrument nicht möglich sei, bei schwankender Belastung durch aufeinanderfolgende
Ablesungen die zusammengehörigen Werte richtig zu erfassen, ist nicht stichhaltig,
denn bei Messung mit drei verschiedenen Instrumenten stehen in den seltensten Fällen
drei Augenpaare zur gleichzeitigen Ablesung zur Verfügung, mithin muß ein Beobachter
auch in diesem Falle die Ablesungen nacheinander vornehmen. Erfindungsgemäß- wird
die erforderliche Umschaltung des Universalmeßgerätes mit einem unter Umständen
im Instrument eingebauten Schalter ohne Stromunterbrechung durchgeführt. Die Bedienung
dieses Schalters nimmt, wenn nicht weniger, so auf keinen Fall mehr Zeit in Anspruch
als das Ablesen dreier Instrumente. Um die universale Verwendungsmöglichkeit bei
einem elektrodynamischen Meßgerät zu erzielen, wurde vorgeschlagen, eine feststehende
Stromwicklung oder eine feststehende Spannungswicklung wahlweise auf eine bewegliche
Drehspule wirken zu lassen. In theoretischer Hinsicht wäre kein Einwand gegen diese
Anordnung zu machen, hingegen würden sich der praktischen Durchführung derselben
wesentliche "Schwierigkeiten entgegenstellen. Erhält die Drehspule wenige dickdrahtige
Windungen, so eignet sie sich schlecht für Sparmungs- und Leistungsmessung, weil
der geringe im Spannungskreise zur Verfügung stehende Strom nur eine kleine elektrodynamische
Wechselwirkung hervorbringt. Wird die Drehspule aus vielen dünndrahtigen Windungen
gewickelt, so läßt sich das Instrument als Stromzeiger nicht gut verwenden, weil
der Forderung nach möglichst kleinem Widerstand
nicht entsprochen
ist und ein zu hoher Spannungsanfall und mithin Leistungsverbrauch notwendig wäre,
um einen brauchbaren Meßstrom durch den Drehspulenkreis hindurchzudrücken. Ein Kurzschließen
der jeweils nicht verwendeten Spulen ist natürlich nicht möglich, da sich sonst
dämpfend wirkende Stromkreise bilden, die das Meßprinzip stören.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Meßgerät für Spannungs-, Strom-
und Leistungsmessung bei Gleich-, Wechsel- und Drehstrom, das durch Verwendung einer
zweiteiligen Drehspule die angeführten Schwierigkeiten vermeidet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch die Fig. i bis g dargestellt.
Die dort eingetragenen Bezeichnungen haben folgende Bedeutung: J1 und J., sind die
Anschlüsse für den Strompfad; El und E2 sind die Anschlüsse für den Spannungspfad;
FJ ist eine dickdrahtige feste Wicklung; Fr ist eine dünndrahtige feste Wicklung;
DJ ist der dickdrahtige niederohmige Teil der Drehspulenwicklung; DE
ist der
dünndrahtige hochohmige Teil der Drehspulenwicklung; Rl und Ra sind Vorwiderstä.nde;
R3 und R4 sind justierwiderstände; Rb ist der Ersatzwiderstand für FJ und R4.
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Fig. i zeigt das Instrument als Voltmeter geschaltet. Der Strompfad
ist über den Widerstand RS, kurzgeschlossen. _ R5 ist derart bemessen, daß bei späterer
Verwendung des Meßgerätes als Ampere- oder Wattmeter die Einschaltung der Spule
FJ und des Justierwiderstandes R4 keine Veränderung des Spannungsabfalles an den
Klemmen j1, 1, ergibt. (Der Widerstand von RS ist gleich der Summe der Widerstände
von FJ und R4.) Im Spannungspfade liegt die ganze Drehspule, bestehend aus beiden
Teilen (es kann jedoch auf die Mitwirkung eines Teiles verzichtet werden), ferner
die feste Spule FE und der Vorwiderstand R1 in Reihe. ' Fig. 2 zeigt das Meßgerät
in der Schaltung als Wattmeter. Der Strompfad ist durch die feste Spule Fi und durch
den justierwiderstand R4 gebildet; letzterer bewirkt wohl eine Erhöhung des Spannungsabfalles,
doch ist dieselbe so gering, daß sie den praktischen Verwendungszweck des Meßgerätes
nicht weiter stört. Der Spannungspfad wird durch die Drehspule, bestehend aus den
beiden Teilen DE und DJ (es kann jedoch auf die Mitwirkung eines Teiles verzichtet
werden) und durch die beiden Vorwiderstände R1 und R2 gebildet.
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Fig. 3 zeigt das Meßgerät als Amperemeter geschaltet. Der Strompfad
ist durch die feste Wicklung Fi und den justierwiderstandRQ gebildet; parallel an
den Klemmen j1 und J 2 liegt der Diehspulenteil D f in Reihe mit dem Justierwiderstand
R3. Der Spannungspfad ist unterbrochen. Fig. q. zeigt ein Ausführungsbeispiel im
Schnitt für eine etwa anzuwendende Wicklungsanordnung.
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In vorteilhafter Weise werden die nötigen Umschaltungen durch einen
einzigen Schalter, der auch in das Instrument eingebaut sein kann, durchgeführt,
und es ist die entsprechende Schaltung in Fig. g dargestellt. Die drei in j e einer
Linie angeordneten Schaltstücke a, b, c
entsprechen den drei Messungen. (Volt,
Watt, Ampere). Wird der Träger der ` Schaltstücke (Schaltwalze o. dgl.) verstellt,
so . kommen je nach der Stellung die Schaltstücke der Reihe a, b oder c mit
den Kontaktklötzen d
in Berührung, wodurch sich die in Fig. x bis 3 angegebenen
Schaltungen für Spannungs-, Leistungs- und Strommessung ergeben.
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Aus den abgelesenen Werten von Spannung, Strom und Leistung läßt sich
dann in bekannter Weise durch Rechnung oder Monogramm der Leistungsfaktor ermitteln.